抽水蓄能电站同发同抽等流量运行岔管水力特性

为研究抽水蓄能电站不同机组间同发同抽运行时的岔管水力特性,基于某抽水蓄能电站岔管的体型及设计参数,采用水动力模型对抽水蓄能电站同一水力单元内同发同抽等流量运行时的岔管段水力特性进行数值模拟研究。结果表明:研究范围内,同发同抽运行时岔管段水流会发生回流及低压区,最大的水头损失系数为0.5;与常规的运行工况相比,同一水力单元中进行同发同抽等流量运行时岔管内的水流流态会发生恶化、水头损失增大的现象,但从水力学的角度没有产生非常不良的流态。     

生态水力半径法改进及其在青海湖流域的应用

 保障河流生态需水是实现流域水资源可持续利用的重要基础。本文在综合考虑水生生物对于河流水深要求以及生态需水年际差异的基础上,对传统生态水力半径法进行了改进,并以青海湖裸鲤为指示生物研究了青海湖流域两条主要河流（布哈河、沙柳河）的生态需水特征。结果表明：（1） 改进生态水力半径法计算结果较为合理并可以满足维持河流基本生态功能的需要,不考虑年际差异的生态需水计算结果将被显著高估;（2） 1958-2009年布哈河和沙柳河年生态需水量多年平均分别介于1.45×108-2.64×10⁸、1.26×10⁸-1.85×10⁸m³;（3） 布哈河和沙柳河4-5月生态缺水量多年平均分别为0.29×10⁸、0.21×10⁸m³。因此,改进生态水力半径法是计算河流生态需水的一种新型有效方法。     

基于水力模型的供水管网分区管理在北方某市的应用

以实现某市供水管网分区管理为目标,在管网水力模型的基础上,根据北方城市供水系统的特定要求,将网络社区划分算法与管网分区管理理念相结合进行分区。结果表明:分区后东一区和西二区的管网压力有所上升,其他四个子区域压力呈现下降趋势,城市管网供水压力得以均衡。拓扑算法分区与理论分区相结合的管理方案能够有效降低管网漏失水量,提高供水安全可靠性。西二区一级水质百分比上升59.13%,其他区域水质发生不同程度变化,优质水百分比上升,水在管网中的停留时间得到有效缩短。管网分区后可为水务公司带来114.038万元的年收益。研究成果对改善供水管网管理及提高水务公司运行效率具有参考价值。     

高压水射流自旋式割缝技术在柿花田煤矿的应用

瓦斯治理的根本措施是抽放,然而应用单一钻孔预抽瓦斯,钻孔直径是决定抽放效果的关键因素.孔径小,其自由面小,瓦斯的排放速度低,等待开采的时间较长,影响了矿井的生产效率,而孔径又不能太大,否则在煤层综合应力下,孔的形成和孔的稳定性会受到破坏,而且孔径大的钻孔钻进速度较慢,效率较低,而且钻孔的有效煤孔段往往只占整个钻孔的一小部分,完全没有必要施工孔径较大的钻孔.介绍了一种新型高压水射流自旋式割缝技术,该技术可以有效解决上述问题.高压水射流自旋式割缝设备主要由高压水泵、水箱、高压胶管、高压密封钻杆、旋转接头、力矩喷头和喷嘴组成,该技术是在瓦斯抽采钻孔完成后,利用钻机将切割钻具输送至孔内,采取后退切割的方式,对钻孔内煤体进行切割,形成若干个垂直于钻孔方向的圆盘状缝隙,使孔内煤体暴露面积增加,同时由于高压注水作用,缝隙周围裂隙增加使煤体的透气性增强,从而有效提高抽采效率.试验发现：该技术的割缝半径为0.6～0.7m,使用该技术切割后,瓦斯涌出量大幅增加,百米瓦斯自排量和瓦斯抽放量分别是非切割钻孔的5.6和4.5倍,且衰减系数有所增加.     

螺杆泵井下油水分离系统设计及地面试验

将地面驱动螺杆泵与井下油水分离系统相结合,设计出一种地面驱动螺杆泵井下油水分离系统,介绍系统的结构组成、工作原理,双流道单螺杆泵衬套工作部分长度及双级串联式水力旋流器设计方法。选择X井进行双级串联式水力旋流器的地面实际介质分离性能试验。结果表明:在一定范围内,分流比越大底流含油质量分数越小,底流含油质量分数随入口流量的增大先减小后增大;当分流比大于0.3、入口流量为24～42 m3/d时,底流含油质量分数小于200×10-6;系统关键装置的设计方法是合理的。     

螺旋轴流泵的设计及试验研究

阐述了螺旋轴流泵的原理和设计方法,基于商业软件ANSYS CFX对设计的螺旋轴流泵进行了数值计算,并与试验结果进行了对比分析.结果表明:0.8Qd工况时,在叶轮轮毂与叶片结合处存在局部高压区和漩涡,随着流量的增大,局部高压区和漩涡逐渐减小并消失;设计工况和1.2Qd工况时,泵内部压力和速度分布逐渐均匀,流动平稳,人流平顺;设计工况下,试验扬程H=5.38 m,比规定值高7.6％,比预测扬程低4.8％;试验效率η=77.8％,比规定值高2.8％,比预测值低3.1％,最高效率点为1.2Qd工况,效率为78.9％,比预测值低5.8％,偏大工况运行;运行全过程中,获得了平滑下降的Q-H曲线和功率曲线,无马鞍区,无过载现象发生,达到了设计要求.     

基于模拟退火法的水力压裂裂缝参数反演

提出一种基于模拟退火的水力压裂裂缝参数反演算法,并以合成的倾斜场数据为例,对水压裂缝的中心位置、倾向、倾角和体积等参数进行了反演试算。试算结果表明,与传统的梯度法或贝叶斯反演方法相比,这种新方法在有效估算水力压裂裂缝关键参数的同时,显著地扩大了目标函数的收敛区域,降低了算法对裂缝参数初始值精度的依赖程度,提升了反演算法的适用范围,并且不需要任何裂缝参数的先验信息。该研究为水力压裂过程中裂缝参数的实时解算提供了算法基础。     

井下煤层水力压裂裂缝导向机理及方法

针对井下煤层水力压裂裂缝扩展无序导致抽采效率低的问题,提出水力压裂裂缝导向方法,即采用高压水射流割定向缝导向裂缝起裂及扩展。在压裂孔周边合理布置导向钻孔,压裂孔及导向钻孔均采用水射流割缝技术在煤孔中形成定向缝隙。在地应力作用下缝隙尖端形成剪切破坏区,在内水压的作用下裂缝在缝隙尖端起裂;通过计算射流割缝缝隙水平延长方向最大主应力方向得出,裂缝在尖端起裂后沿水平方向延伸;在此基础上研发了裂缝导向技术工艺,即钻孔布置工艺、封孔工艺及压裂工艺,并成功应用于典型低透气性煤层;试验结果表明:该方法能够导向裂缝的延伸,压裂半径为25 m以上;抽采数据表明瓦斯抽放平均浓度为68%,单孔平均抽放纯量为0.037m3/min;采用裂缝导向技术后相比普通孔瓦斯抽放纯量提高了11.26倍,抽放浓度提高了2.12倍。     

油井水力压裂的三维数值模拟

为了研究油层岩石在水力载荷作用下的裂纹扩展及渗流行为,采用渗流应力耦合模型对水力压裂过程进行了三维有限元方法数值模拟研究.预设裂纹用粘结单元来模拟,裂纹的起裂和张开用单元的损伤因子表征.为了使得在裂纹扩展过程中,流体压力能随裂纹扩展动态地跟踪加载到裂纹面上,给出了流体压力在裂纹内传递的模型,并编写用户子程序予以实现.模拟结果得到了水力压裂过程中岩石中的应力分布、孔隙压力分布、压裂液的滤失以及裂缝的几何形态.分析了压力和隔层等因素对裂纹几何形态的影响.该研究结果对石油工程中压裂方案设计及故障诊断有一定的理论参考价值.     

小型区域锅炉房采暖外网扩建和改造的分析研究

针对当前小型区域锅炉房采暖外网普遍存在的水力失调、负荷不足以及系统定压不合理等问题,对供热外供热管网水力工况分析,就其扩建和改造进行研究,提出解决办法。